Гетероциклические соединения
Классификация и номенклатура
Гетероциклические соединения классифицируют по размеру кольца, по типу гетероатомов и их количеству. Наиболее распространенные ненасыщенные гетероциклы имеют тривиальные названия, которые используются в качестве основы для названия их производных и конденсированных гетеросистем.
Многие полностью или частично гидрированные гетероциклы тоже имеют свои тривиальные названия, например:
Ароматические шестичленные гетероциклы, содержащие хотя бы один атом азота, объединяют под общим названием «азины»; в соответствии с количеством гетероатомов различают моно-, ди-, триазины и т.д.
Пятичленные азотистые гетероциклы с более чем одним гетероатомом называют азолами. К ним относятся соединения следующих типов:
Нумерация атомов в ядре гетероциклов проводится от гетероатома так, чтобы сумма номеров гетероатомов была наименьшей. В тех случаях, когда есть варианты, наименьший номер должен быть присвоен наиболее старшему гетероатому.
Правила старшинства самых распространенных гетероатомов:
1. Азот > Кислород > Сера.
2. Гетероатом «пиррольного» типа старше атома того же элемента «пиридинового» типа.
Тип любого гетероатома, находящегося в sp2-гибридном состоянии можно определить, основываясь на распределении его связывающих электронов на внешних орбиталях.
В том случае, когда sp2-гибридный атом образует максимально возможное количество σ-связей, в связывании задействованы все имеющиеся гибридные орбитали. При этом неподеленные пары электронов остаются на негибридных p-орбиталях, что позволяет им взаимодействовать с p-орбиталями соседних атомов и участвовать в сопряжении при наличии кратных связей. Такие гетероатомы называются пиррольными по той причине, что их свойства наиболее ярко выражены именно в молекулах пиррола, фурана и их производных (см. строение пиррола).
Напротив, если гетероатом, находящийся в sp2-гибридном состоянии, соединен с соседними атомами не только σ-, но и π-связью, его относят к «пиридиновому» типу. Неподеленная пара электронов такого атома, которым может быть азот, кислород, сера либо фосфор, располагается не на p-, а на гибридной sp2-орбитале, геометрия которой делает сопряжение невозможным. Важнейшим представителем гетероциклов такого класса является собственно пиридин (см. строение пиридина).
На практике, параллельно с «Женевской», широко применяется также более старая номенклатура гетероциклов. Атомы ядра обозначают буквами греческого алфавита, начиная от соседнего с гетероатомом. Такой способ нумерации чаще всего используется для гетероциклов с одним гетероатомом и одним заместителем, например, положения 3 и 5 в молекуле пиридина удобно называть β-положениями
Гетероциклическая молекула может состоять из двух и более колец, карбоциклических и гетероциклических. Для правильного названия полиядерных гетероциклов используются следующие правила:
1. За основу названия принимают название старшего гетероцикла, название младшего прибавляют как приставку с окончанием буквой «о».
2. Правила старшинства:
а) любой гетероцикл старше бензола;
б) чем больше гетероатомов, тем гетероцикл старше
в) при одинаковом количестве гетероатомов старшим является гетероцикл большего размера;
г) если гетероатомы одинаковые, то цикл тем старше, чем ближе они находятся (например, пиридазин старше пиримидина);
д) при одинаковом количестве гетероатомов старшинство определяется старшинством гетероатомов.
3. а) Положение общей связи, по которой конденсированы кольца, указывается в квадратных скобках после названия младшего и перед названием старшего из циклов. При этом связь старшего цикла обозначают буквой латинского алфавита, связь младшего – номерами атомов (с разделением запятой), соответствующим нумерации для изолированных ядер.
б) Последовательность номеров выбирают таким образом, чтобы направление отсчета атомов и связей в обоих ядрах совпадало:
4. Нумерация атомов аннелированного гетероцикла производится так, чтобы сумма номеров гетероатомов была наименьшей, причем при наличии вариантов наименьшие номера должны принадлежать более старшим гетероатомам.
|
|
||
|
|
|
|
